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一定磁界中を導体棒が平行導体レール上を運動するときの電磁誘導はよく知られている。
このとき、導体棒が超伝導体だったら内部に磁界は無い。すると電磁誘導の法則は
成り立たず、起電力も発生しないのだろうか?

質問者からの補足コメント

  • どう思う?

    ヒント
    物理センスから言って成立するのはレンツの法則です。そして、起電力が発生するのは
    これも超伝導体棒にしかない。

    しかるに起電力eとは何か。この重要なことはほどんど定義も説明もされていないが、
    これは電磁誘導の場合
     e=∫(E+v×B)・ds
    である。

    そして、今回、B=0 だから Eしかない。なぜ、電界が発生するか?

      補足日時:2022/02/06 19:43
  • うーん・・・

    あなたの説明、慣性系を変えたものでは超伝導体がどう効いているのか不明確です
    (超伝導体でなくても説明できる)。

    さらに、誘導電界の起電力は元の座標ではローレンツ力であり、元の座標ではこれが
    0なのです。つまり。本質が見えない。

    No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2022/02/07 06:42

A 回答 (1件)

以下のように考えました。


一定磁界中を導電棒が平行移動する際に棒の両端に生じる起電力の原因は、(導電棒から見て)一定速度で動く磁界が移動速度と磁界の双方に垂直な方向に(特殊相対性理論的な効果によって)電界を伴う為である。
超伝導体内には磁界は存在しないのは、外部磁界をちょうど相殺する内部磁界が併存する為と考えることができる(完全反磁性)。この内部磁界は、導電棒に対する相対速度が0だから上述の電界を生じることはない。
結局、磁界中を移動する導体が超伝導体であっても、導体に沿って通常の導体と同じ(外部磁界の相対移動に応じた)電界が存在する。起電力も当然同じになる。
この回答への補足あり
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この回答へのお礼

ありがとうございます。重要なことに電磁誘導の相対化の議論はほとんど
見られない(だから電磁誘導の理解が未だに稚拙)。

あなたの外部磁界の運動による電界の発生で正解です。

ただ、今回は超伝導体の座標ではなく静止系でのシンプルな説明をお願い
します(相対化するだけですが)。

お礼日時:2022/02/06 21:51

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